JPH0769576A - 軌道走行車の走行状態計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 軌道走行車の走行状態計測装置に係り、走行
方向のずれ検出精度を向上させ、検出結果の可視化を図
るとともに、記録の保存、再生を容易にする。 【構成】 レール１の側面との対向距離を検出するずれ
検出用距離センサ４Ａと、走行車体３の走行距離を検出
する走行量検出手段と、ずれ検出用距離センサ４Ａ及び
走行量検出手段の検出データを順次読み込むとともに基
準位置に対する二次元座標のずれを演算する演算手段
と、各二次元座標を表示する表示手段とを具備すること
により、走行車体３をレール１に沿って走行させなが
ら、その走行量と蛇行量とを読み込んで、二次元座標か
ら走行車輪２のずれ量を表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軌道走行車の走行状態
計測装置に係り、特に、レールによって支持される走行
車の走行方向のずれを計測する技術に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】自動倉庫内を走行するスタッカクレーン
のように、走行部分の重量等の支持を、地上に敷設され
た１本のレールと天井に配した１本のガイドレールとに
よって行なうもので、レールに対して走行車輪が傾いて
取り付けられていると、蛇行の発生原因となり、運行性
を損ねることになる。

【０００３】特に、大型クレーン等における走行車体の
部分は、分割状態のものを工場で製作し、走行車体を現
地組立作業によって完成させる場合が多くなる。その場
合に、組立加工精度を高めることが困難で、誤差の発生
をともなうものとなる。

【０００４】走行車体には、通常複数の車輪が配される
が、レールの中心線に対して走行車輪の走行方向がずれ
る現象が生じると、走行が蛇行をともなうものとなった
り、走行車輪の鍔部やレール頭部の摩耗を大きくし、前
述の自動倉庫用のスタッカクレーンにあっては、入出庫
等の自動制御に支障を来して自動倉庫の運用に影響する
ことにもなる。

【０００５】走行車体の走行方向とレールとのずれを検
出する方法として、例えば次の方法が考えられる。レー
ルと平行にピアノ線を張り、走行車輪の向きのずれを計
測する方法、そして、走行車輪の走行状態を目視等によ
って振動、音の発生の有無を観察すると同時に、走行レ
ールに対して走行車輪がどのように挙動しているか観察
する方法である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者のピアノ
線を張る方法であると、走行車輪の直径が小さい場合に
は、ピアノ線と走行車輪のずれ角度の検出誤差が大きく
なり易く、ピアノ線を正確に張る作業や角度の検出作業
等に熟練を必要とする。また、後者の走行状態を観察し
て判定する方法であると、判定に経験及び熟練を要する
とともに、個人差に基づくばらつきが大きくなる。そし
て、走行方向のずれを修正する場合には、ずれを定量的
に検出して記録することが困難であるとともに、ずれの
検出を度々繰り返す労力が多大なものとなる。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、 ａ）走行方向のずれ検出精度を向上すること。 ｂ）検出結果の可視化を図ること。 ｃ）記録の保存、再生を容易にすること。 を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】課題を解決するための手
段として、以下の複数の手段を提案する。第１の手段
は、レールによって支持される走行車体の走行方向のず
れを検出する装置として、基準位置の二次元座標を指定
する入力手段と、走行車体に取り付けられレールの側面
との対向距離を検出するずれ検出用距離センサと、走行
車体の走行距離を検出する走行量検出手段と、ずれ検出
用距離センサ及び走行量検出手段に接続されこれらの検
出データを順次読み込むとともに基準位置に対する二次
元座標のずれを演算して記憶させる演算手段と、該演算
手段に接続され記憶されている各二次元座標を表示する
表示手段とを具備する構成を採用している。第２の手段
は、第１の手段に付加して、表示手段が、走行量と走行
中心に対する左右方向のずれ量とを二次元グラフ化した
基本画像と、該基本画像に走行位置を併記した走行指標
とを具備する構成を採用している。第３の手段は、第１
の手段に付加して、走行車体に、レールの側面との対向
距離を上下に分けて検出する摩耗検出用距離センサが搭
載される構成を採用している。

【０００９】

【作用】第１の手段では、入力手段によって、基準位置
の二次元座標を指定しておいて、走行車体をレールに沿
って走行させ、ずれ検出用距離センサ及び走行量検出手
段の各データを演算手段により読み込んで、基準位置に
対する二次元座標のずれを演算して記憶しておき、基準
位置と走行時との二次元座標から走行毎の走行車輪のず
れ量を表示手段によって表示することが行なわれる。第
２の手段では、これらに付加して、走行量と左右方向の
ずれ量との関係が画像によって表示され、この際に、走
行指標による走行位置が併記される。第３の手段では、
第１の手段に付加して、走行車輪におけるレールとの接
触部分と非接触部分との位置が、上下位置の差に基づい
て検出され、上下位置における検出距離のずれの程度に
よりレールの摩耗の発生の検出が行なわれる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明に係る軌道走行車の走行状態計
測装置の一実施例について、図１ないし図５に基づいて
説明する。該一実施例は、軌道走行車が、前述のスタッ
カクレーンにおける走行部分である場合としている。各
図において、１はレール（軌道）、２は走行車輪、３は
走行車体（フレーム）、４Ａはずれ検出用距離センサ、
４Ｂは摩耗検出用距離センサ、５は走行量検出手段（ロ
ータリーエンコーダ）、６は走行量指標板、７は指標板
検出用センサ（光センサ）、１１は接続部、１２は演算
手段（演算装置）、１３は演算部、１４は入力手段（計
測スタート位置入力手段）、１５は記憶手段、１６は表
示手段、１７は記録手段、２１は基本画像、２２は走行
指標、ＨＰは基準位置、Ｚは走行軌跡である。

【００１１】前記走行車輪２は、図１に示すように、走
行車体３に対して、軸受け３ａ及び車軸３ｂを介して回
転自在に取り付けられており、走行車体３の前後方向に
距離を空けて複数個配される。該走行車輪２には、レー
ル１の上を転動する際の横ずれによる脱輪現象の発生を
防止するための左右一対をなす鍔部２ａが配される。

【００１２】前記ずれ検出用距離センサ４Ａは、走行車
輪２の近傍で走行方向にずれかつ鍔部２ａを避けた位置
に、図１に示すように、レール１の頭部側面に対向する
高さで例えば左右一対取り付けられ、必要に応じて前後
の走行車輪２の近傍にも配される。そして、ずれ検出用
距離センサ４Ａは、レーザー変位センサ等が採用され、
走行車体３の表面に磁着されるマグネットベース４ａ
と、該マグネットベース４ａに取り付けられる支柱４ｂ
と、該支柱４ｂに取り付けられる取付金具４ｃと、該取
付金具４ｃにより上下位置を調整可能に支持される昇降
軸４ｄと、該昇降軸４ｄの下端に一体に水平方向に沿っ
て配されるブラケット４ｅとによって、上下及び左右位
置が設定される。つまり、ブラケット４ｅの左右両側に
は、一対のずれ検出用距離センサ４Ａが配されるととも
に、該ずれ検出用距離センサ４Ａと上下方向に位置を変
えて、同様の機能を有する摩耗検出用距離センサ４Ｂが
配される。ずれ検出用距離センサ４Ａと摩耗検出用距離
センサ４Ｂとは、図１に示すように、上下距離Ｓだけ離
間した状態に配される。

【００１３】前記走行量検出手段５は、例えば図１に示
すように、走行車体３の車軸３ｂに接続されて、回転量
を検出することにより走行車体３の走行距離（走行量）
を計測するものであり、ロータリーエンコーダ等が適用
される。

【００１４】前記走行量指標板６は、図２に示すよう
に、レール１から離間した側方位置に平行状態に配され
るもので、等間隔の距離識別部６ａを有している。該距
離識別部６ａは、例えば指標板検出用センサ７から照射
される光を反射させるもの、光を透過させるもの等が適
用される。

【００１５】前記指標板検出用センサ７は、光センサ等
であり、走行量指標板６の距離識別部６ａに光を照射し
た際の反射光または透過光を検出して、一定走行距離毎
の識別信号を得るようにしている。

【００１６】前記接続部１１は、図３に示すように、ず
れ検出用距離センサ４Ａ、摩耗検出用距離センサ４Ｂ、
走行量検出手段５及び指標板検出用センサ７と演算手段
１２とを接続してデータを伝送するものであり、Ａ／Ｄ
変換器、増幅器、インターフェース等によって構成され
る。

【００１７】前記演算手段１２は、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）等の演算部１３と、該演算部１３に接続状態のキー
ボードやマウス等の入力手段１４、記憶手段１５、ディ
スプレー装置等の表示手段１６及びプリンタ等の記録手
段１７を有している。該演算手段１２による演算、制
御、表示、記録処理等は、図４及び図５を参照して後述
する。なお、記憶手段１５は、予め計測プログラムが書
き込まれたＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＲＡＭ
（ランダムアクセスメモリ）、適宜の外部記憶装置（フ
ロッピーディスクやハードデスクドライブ）等を具備す
るものが適用され、演算手段１２の作動時には、ＲＯＭ
から読み出されたプログラムに基づいて計測が行なわれ
る。

【００１８】以下、図２に基づいて走行時のずれ（蛇
行）の発生について説明する。走行車輪２がレール１の
上を転動する際の蛇行現象は、レール１の中心線と走行
車輪２の中心線とが傾いて、角度αを持つことによって
起きる。即ち、Ａ点からＢ点まで走行車輪２が移動する
場合であると、Ａ点にあっては、前進方向に対して左側
の鍔部２ａがレール１の左側面に接触している状態であ
るが、走行車輪２が回転し始めると、走行車輪２の走行
方向がレール１の中心線に対して角度αを有している場
合には、走行量の増大とともに徐々に左側の鍔部２ａが
レール１の左側面から離れ出し、走行距離Ｌだけ走行し
たＢ点で、反対側の右側の鍔部２ａが、レール１の右側
面に接触することになる。その後は、右側の鍔部２ａが
レール１の右側面に接触した状態のまま走行が継続す
る。角度αが大きくなると、鍔部２ａのレール１との接
触圧が強くなり、かつ接触距離が長くなると、レール１
の頭部及び走行車輪２の鍔部２ａの摩耗が早期に進行す
ることになる。

【００１９】図２にあって、走行車輪２が角度αの方向
に、走行距離Ｌだけ移動したときの蛇行量（横行量）Ｈ
は、 Ｈ＝Ｌ×ｔａｎα の式で表わされるから、走行距離Ｌと蛇行量Ｈとを検出
すれば、角度αを求めることができる。

【００２０】次いで、図３ないし図５を参照して、走行
車輪２を移動させた際の蛇行量の検出状況について説明
する。ずれ検出用距離センサ４Ａ、走行量検出手段５、
演算手段１２等を作動状態にすると、検出用距離センサ
４Ａは、レール１の側面までの対向距離を検出して、こ
の距離データを演算手段１２に伝送し、走行量検出手段
５は、走行車輪２の移動が行なわれることによって、走
行量データを伝送するようになる。

【００２１】Ｓ１：〔計測項目の選択〕 演算手段１２を作動させた際に、蛇行量等の計測を行な
う「計測モード」、表示手段１４に特殊の表示をさせる
「蛇行調整画面モード」、「摩耗計測モード」、「その
他のモード」の実行区分を表示させるようにしておい
て、入力手段１４によってその指定を行なう。

【００２２】Ｓ２：〔計測スタート位置の入力〕 走行車体３をレール１の基準とする位置ＨＰに合わせ、
位置ＨＰにおける二次元座標、つまり、走行方向及び左
右方向の座標を入力する。この際に、図１に示すよう
に、ずれ検出用距離センサ４Ａが左右一対配され、これ
らが同一仕様のものである場合には、一対のずれ検出用
距離センサ４Ａの検出データによって、レール１の中心
線との位置ずれ量を検出することが可能になる。ずれ検
出用距離センサ４Ａが片側のみに配されている場合や、
手入力を行なう場合には、レール１の中心線とのずれ量
を実測して、演算手段１２に入力する方法等が採用さ
れ、いずれの場合も計測スタート位置（基準位置ＨＰ，
Ａ点）を指定する。

【００２３】Ｓ３：〔計測の開始〕 走行車体３を図２のＡ点からＢ点へ走行させることによ
って、走行途中におけるずれ量及び走行量を、ずれ検出
用距離センサ４Ａ及び走行量検出手段５によって逐次計
測し、検出データを演算手段１２に伝送して、演算部１
３において必要な演算処理を行なった後、各データを記
憶手段１５に記憶させる。この際に、指標板検出用セン
サ７を作動させていると、走行量に距離識別部６ａの位
置を重畳させて関連づけた状態でデータの書き込みが行
なわれる。

【００２４】Ｓ４：〔計測結果の出力〕 計測結果は、その計算毎に随時、あるいは計測終了後に
一括して、記憶手段１５から読み出されて表示手段１６
に出力され、表示が行なわれる。表示手段１６の表示結
果は、記録手段１７に出力して印字させることもでき
る。これらの計測及びデータの収集は、走行距離Ｌと蛇
行量Ｈとの関連づけがなされ、これらに加えて距離識別
部６ａの位置の併記がなされているために、計測データ
と計測位置との照合が可能で、これらにより蛇行量Ｈの
調整を行なうことができるが、蛇行状況をより正確に確
実に確認するために、Ｓ５以下の処理が実行される。

【００２５】Ｓ５：〔蛇行調整画面による表示〕 入力手段１４により、蛇行調整画面モードへの切り替え
を指令することによって、図５に示す蛇行調整画面が選
択表示される。

【００２６】Ｓ６：〔計測結果の表示〕 蛇行調整画面モード時の基本画像２１にあっては、図５
に示すように、走行指標２２を併記した状態で蛇行寸法
表示欄２３が表示される。該蛇行寸法表示欄２３には、
走行距離Ｌの寸法に対して、蛇行量Ｈの寸法が誇張され
るように変換された図形の走行軌跡Ｚと、蛇行量Ｈを読
み取り易くするための補助横線２３ａと、距離識別部６
ａの位置に基づく補助縦線２３ｂとが配され、走行指標
２２及び蛇行寸法表示欄２３の近傍に、前進または後退
方向の表示をする計測方向表示欄２４と、計測日時表示
欄２５と、コード板間隔表示欄２６等とが配される。し
たがって、これらを合わせた図５のような表示手段１６
の表示によって、走行軌跡Ｚ、走行距離Ｌ、蛇行量Ｈ等
を視覚的に簡単に確認することができる。

【００２７】Ｓ７：〔蛇行調整〕 走行距離Ｌ及び蛇行量Ｈを検出し、かつ、図５に示す走
行軌跡Ｚにおいて、蛇行量Ｈが連続的に変化している範
囲と蛇行量Ｈとが一致している場合（走行車輪２の鍔部
２ａがレール１の側面に強く接触したまま走行している
部分を除く）には、走行車体３に走行車輪２を取り付け
ている軸受け３ａの位置を、どの方向にどれだけ移動さ
せればよいかの計算が容易になる。これらの計算は、手
計算、または予め計算プログラムを演算手段１２に入力
しておくことによって適宜実行される。

【００２８】Ｓ８：〔確認計測〕 蛇行調整作業の終了後に、Ｓ３ないしＳ６の工程を繰り
返すことによって、蛇行調整が十分になされたか否かの
確認がなされる。調整が不十分である場合には、再調整
の後に確認計測が行なわれる。

【００２９】一方、摩耗検出用距離センサ４Ｂの利用に
よって、レール１の摩耗状況を計測することもできる。
つまり、図１に示すように、ずれ検出用距離センサ４Ａ
の検出高さにあっては、走行車輪２の鍔部２ａと接触す
る部分であるレール１の側面までの対向距離を計測する
ことになるが、摩耗検出用距離センサ４Ｂの検出高さに
あっては、鍔部２ａが接触しない部分であるレール１の
側面までの対向距離を計測することになる。摩耗計測モ
ードとして、ずれ検出用距離センサ４Ａ及び摩耗検出用
距離センサ４Ｂの両方の高さを計測して、例えば図５に
示す基本画像２１に、ずれ検出用距離センサ４Ａ及び摩
耗検出用距離センサ４Ｂの検出データに基づく二つの軌
跡を表示すれば、レール１のどの部分でどの程度の摩耗
が生じているかを正確に検出することができる。

【００３０】〔他の実施態様〕本発明にあっては、上述
の実施例に代えて、以下の技術を採用することができ
る。 ａ）走行軌跡Ｚを前進及び後退の往復計測で求め、それ
ぞれを表示すること、あるいは、平均したものを表示す
ること。 ｂ）ずれ検出用距離センサ４Ａと摩耗検出用距離センサ
４Ｂとの両方を上下に配している場合、その一方を利用
して計測を行なうこと、あるいは１個のセンサの上下位
置を変えること。 ｃ）指標板検出用センサ７を前後方向に位置を変えて、
例えば２個取り付けておき、距離表示に使用すると同時
に走行方向（前進、後退）を検出し表示すること。 ｄ）走行車体３がスタッカクレーン以外のクレーンや一
般的な軌道走行車のものであること。 ｅ）走行量検出手段５をロータリーエンコーダ以外のも
のによって構成すること。

【００３１】

【発明の効果】本発明に係る軌道走行車の走行状態計測
装置によれば、以下のような効果を奏する。 （１） レールの側面との対向距離を検出するずれ検出
用距離センサと、走行車体の走行距離を検出する走行量
検出手段と、ずれ検出用距離センサ及び走行量検出手段
の検出データを順次読み込むとともに基準位置に対する
二次元座標のずれを演算する演算手段と、各二次元座標
を表示する表示手段とを具備することにより、走行車体
をレールに沿って走行させながら、その走行量と蛇行量
とを読み込んで、二次元座標から走行車輪のずれ量を表
示することが行なわれ、走行車輪の傾き角度が小さい場
合であっても、走行量とともにずれの絶対値を大きくし
て読み取りを容易にし、かつ走行車輪のずれ検出精度を
向上することができる。加えて、走行車体を任意範囲走
行させるだけで、走行状態の計測を行なうことができ
る。 （２） 表示手段が、走行量と走行中心に対する左右方
向のずれ量とを二次元グラフ化した基本画像に、走行位
置を併記した走行指標とを具備することにより、走行車
輪の移動軌跡を、左右方向のずれ量を強調したものとす
るとともに、走行位置を併記することにより、視覚的に
ずれの確認を容易に速やかに行ない、蛇行調整労力を低
減することができる。 （３） 走行車体に、レールの側面との対向距離を上下
に分けて検出する摩耗検出用距離センサが搭載される構
成の採用により、走行車輪及びレールの接触部分及び非
接触部分の双方の距離を計測して、その差の程度により
レールの摩耗の発生の検出を簡単に実施することができ
る。 （４） 走行量及びずれ量を二次元座標化して記憶する
ことにより、記録の保存及び再生を容易にし、蛇行調整
前後の比較等を可能にして調整作業性を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る軌道走行車の走行状態計測装置の
一実施例を示す計測センサ取り付け状態の正面図であ
る。

【図２】図１の走行車輪の蛇行状況及び計測要領を示す
平面図である。

【図３】図１に示す各センサの検出信号を処理する演算
装置等のブロック図である。

【図４】図３を利用した蛇行調整作業手順を示すフロー
チャートである。

【図５】図３によって処理される二次元座標等を可視化
した蛇行調整画面の例を示すモデル図である。

【符号の説明】

１ レール（軌道） ２ 走行車輪 ２ａ 鍔部 ３ 走行車体（フレーム） ３ａ 軸受け ３ｂ 車軸 ４Ａ ずれ検出用距離センサ ４Ｂ 摩耗検出用距離センサ ４ａ マグネットベース ４ｂ 支柱 ４ｃ 取付金具 ４ｄ 昇降軸 ４ｅ ブラケット ５ 走行量検出手段（ロータリーエンコーダ） ６ 走行量指標板 ６ａ 距離識別部 ７ 指標板検出用センサ（光センサ） １１ 接続部 １２ 演算手段（演算装置） １３ 演算部 １４ 入力手段（計測スタート位置入力手段） １５ 記憶手段 １６ 表示手段 １７ 記録手段 ２１ 基本画像 ２２ 走行指標 ２３ 蛇行寸法表示欄 ２３ａ 補助横線 ２３ｂ 補助縦線 ２４ 計測方向表示欄 ２５ 計測日時表示欄 ２６ コード板間隔表示欄 ＨＰ 基準位置 Ｚ 走行軌跡 Ｌ 走行距離 Ｈ 蛇行量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 進一 東京都千代田区飯田橋３丁目11番13号 株 式会社アイ・エイチ・アイ・ロジスティッ ク・テクノロジー内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レールによって支持される走行車体の走
   行方向のずれを検出する装置であって、基準位置の二次
   元座標を指定する入力手段と、走行車体に取り付けられ
   レールの側面との対向距離を検出するずれ検出用距離セ
   ンサと、走行車体の走行距離を検出する走行量検出手段
   と、ずれ検出用距離センサ及び走行量検出手段に接続さ
   れこれらの検出データを順次読み込むとともに基準位置
   に対する二次元座標のずれを演算して記憶させる演算手
   段と、該演算手段に接続され記憶されている各二次元座
   標を表示する表示手段とを具備することを特徴とする軌
   道走行車の走行状態計測装置。
2. 【請求項２】 表示手段が、走行量と走行中心に対する
   左右方向のずれ量とを二次元グラフ化した基本画像と、
   該基本画像に走行位置を併記した走行指標とを具備する
   ものであることを特徴とする請求項１記載の軌道走行車
   の走行状態計測装置。
3. 【請求項３】 走行車体に、レールの側面との対向距離
   を上下に分けて検出する摩耗検出用距離センサが搭載さ
   れることを特徴とする請求項１記載の軌道走行車の走行
   状態計測装置。